丝状蓝藻Anabaena PCC 7120中Hik2-Rre1双组分信号系统的功能解析及其环境适应机制

这篇研究揭示了丝状蓝藻Anabaena PCC 7120中Hik2-Rre1双组分信号系统（TCS）的分子机制。通过重组蛋白实验证实Hik2的保守组氨酸自磷酸化特性及盐浓度敏感性，结合Pull-down和表面等离子共振（SPR）技术验证其与Rre1的物理互作。研究发现Hik2的磷酸基团可快速转移至Rre1，且生物信息学分析提示该模块可能参与热应激调控，为理解蓝藻环境适应（如氧化应激、渗透压调节）提供了新视角。

　　

Highlight

系统发育分析揭示Hik2在多种生物门类中高度保守

为探究组氨酸激酶Hik2在蓝藻中的进化路径，研究者通过NCBI和KEGG数据库获取不同蓝藻目Hik2同源序列，采用MEGA X (v. 10.1.8)中的Clustal W进行多序列比对。系统发育树显示其进化轨迹与基于16S rRNA的传统分类存在显著差异——同一目蓝藻的Hik2并未按预期聚类，暗示该蛋白可能通过水平基因转移或功能选择压力形成了独特进化分支。

保守的Hik2从蓝藻迁移至高等植物以调控光合相关基因

作为叶绿体的祖先，蓝藻与植物在信号机制上具有高度相似性。研究表明，高等植物中的叶绿体传感器激酶(CSK)通过调节光系统化学计量比和状态转换来响应氧化还原(redox)变化，而蓝藻Hik2直系同源物可能保留了这一古老功能。这种跨界的保守性提示Hik2/CSK模块在光合生物环境适应中具有核心作用。

结论

作为东南亚水稻田重要的天然固氮生物肥料，丝状蓝藻Anabaena展现出极强的环境抗性。该研究首次在Anabaena中阐明Hik2-Rre1双组分系统（TCS）通过磷酸转移级联反应感知外界刺激的分子机制，为开发抗逆作物和生物工程应用提供了理论依据。